【題目】閱讀下列材料，并解答問(wèn)題： 現(xiàn)代人提倡“低碳生活”，某公司發(fā)明了一種走路時(shí)能發(fā)電并充電的鞋子﹣﹣充電鞋，這種鞋的后跟鞋裝有一個(gè)小型渦輪發(fā)電機(jī)．行走時(shí)利用腳跟下落時(shí)對(duì)鞋跟的下壓力壓縮鞋跟做功，使小型渦旋轉(zhuǎn)發(fā)電，并能給手機(jī)、MP3等充電．

如圖所示，是一名質(zhì)量為60kg的成年人走路時(shí)提起腳跟的示意圖，O點(diǎn)是腳尖與鞋底面的接觸點(diǎn)，F(xiàn)1為人抬腳時(shí)提起腳跟的力，F(xiàn)2的大小等于人的體重，OA=20cm，AB=5cm．每次腳跟下落時(shí)，腳跟對(duì)鞋跟的下壓力F為F1的1.2倍，并向下壓縮鞋跟0.5cm．若人步行時(shí)平均步距為50cm，充電鞋發(fā)電并充電的效率為15%．

利用充電鞋給標(biāo)有“3.6V 1000mAh”耗盡電能的手機(jī)電池充電，人至少要行走多遠(yuǎn)的距離？（1000mAh是1000mA的電流供電時(shí)能持續(xù)工作1h）

【答案】1.5×104m

【解析】

由杠桿平衡條件求出力F1，然后求出腳跟對(duì)鞋跟的壓力F，然后由W=Fs求出腳落地一次所做的功；求出給電池充滿電需要的能量，求出給電池充滿電人需要做的總功，然后求出人行走的距離．

人的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N，

由題意知：F2=G=600N，OB=OA+AB=20cm+5cm=25cm，

由杠桿平衡條件得：F1OB=F2OA，

即：F1×25cm=600N×20cm,則F1=480N，

腳跟對(duì)鞋跟的壓力F=1.2F1=1.2×480N=576N，

人落腳一次壓力F所做的功：W1=Fs=576N×0.005m=2.88J，

手機(jī)充滿電所需能量W=UIt=3.6V×1A×3600s=12960J，

人走路時(shí)需要做的功W總===8.64×104J，

人每走50cm=0.5m做功2.88J,則做8.64×104J的功需要行走的距離：

s=×0.5m=×0.5m=1.5×104m，

答：人至少行走1.5×104m.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，乒乓球從水里上浮直至漂浮在水面上，乒乓球在A位置時(shí)受到的浮力為FA ， 在B位置時(shí)受到的浮力為FB ， 則它們的大小關(guān)系是FA________FB（選填“＞”、“＜”或“=”）．已知乒乓球的質(zhì)量為2.7g，當(dāng)它漂浮在水面時(shí)，所受浮力大小為________N．（g取10N/kg）

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】A.、B兩碼頭相距180km，從A碼頭到B碼頭順流行駛。若一艘快艇甲從A碼頭出發(fā)順流行駛160km需要2h，水流速度為5km/h。求：

(1)快艇甲在靜水中的速度；

(2)若快艇甲和另一輪船乙分別從A、B兩碼頭同時(shí)出發(fā)相向而行，經(jīng)過(guò)1.8h剛好相遇。求輪船乙在靜水中的速度；

(3)若快艇甲和輪船乙保持原來(lái)靜水中的速度不變，分別從A、B兩碼頭同時(shí)出發(fā)同向順流而下，且快艇甲到達(dá)B碼頭后立即返回A碼頭，輪船乙則一直保持其運(yùn)動(dòng)方向不變。求甲和乙在航行過(guò)程中需航行多長(zhǎng)時(shí)間恰好相距130km。

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示的滑輪組將重10N的物體勻速提升0.1m，所用時(shí)間為2s，作用在繩子末端的拉力F為6N（不計(jì)繩重和繩與滑輪間的磨擦），所做的有用功為_______J，動(dòng)滑輪自重_______N，拉力F做功的功率為_____W，該滑輪組的機(jī)械效率為_______。

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在如圖所示的“動(dòng)力電路”中，電流從C點(diǎn)經(jīng)電動(dòng)機(jī)由 D點(diǎn)流出時(shí)電梯上升，反之電梯下降，當(dāng)電梯超載時(shí)“超 載控制電路”中的壓力傳感器開關(guān)k2 斷開，電磁繼電器 和電動(dòng)機(jī)都停止工作。

（1）請(qǐng)從A、B點(diǎn)畫出兩條電線連接到“超載控制電路” 對(duì)應(yīng)的位置：當(dāng)電梯上升時(shí)雙刀雙擲開關(guān)k1 連接到1、2、3的哪兩個(gè)點(diǎn)？

（2）電梯從1樓上升到21樓共用時(shí)0.5min，每層樓高為3m，電梯的速度是多少？

（3）若配種為520kg，吊倉(cāng)質(zhì)量為500kg，乘坐10名平均質(zhì)量為60kg的人，不計(jì)纜繩重力和一切摩擦阻力，在電梯上升21層勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)的拉力時(shí)多少？ 配種和電動(dòng)機(jī)所中功的總功率是多少？

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】電氣化鐵路的高壓輸電線，無(wú)論在嚴(yán)冬還是盛夏都要繃直，才能使高壓線與列車的電極接觸良好，這就必須對(duì)高壓線施加恒定的拉力。為此，工程師設(shè)計(jì)了如圖所示的恒拉力系統(tǒng)，其簡(jiǎn)化原理圖如圖所示。實(shí)際測(cè)量得到每個(gè)水泥塊的體積為1．5×10-2m3，共懸掛20個(gè)水泥塊。已知水泥塊的密度為2．6×103kg/m3，g取10N/kg。

（1）每個(gè)水泥塊的重力是多少？

（2）滑輪組對(duì)高壓線的拉力是多大？

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】小紅在學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用后，進(jìn)一步查閱資料，了解到當(dāng)電流與磁場(chǎng)垂直時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用力大小與磁場(chǎng)強(qiáng)弱、導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度以及導(dǎo)體中的電流大小有關(guān)她設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，驗(yàn)證磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用力大小跟電流大小有關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟如下：

將一根導(dǎo)體棒用兩根細(xì)線懸掛在鐵架臺(tái)上，將一蹄形磁鐵豎直固定在鐵架臺(tái)上，并讓導(dǎo)體棒與蹄形磁鐵磁極間的磁感線方向垂直。

給導(dǎo)體兩端加電壓，閉合電路，觀察懸線偏轉(zhuǎn)的角度。

給導(dǎo)體兩端加電壓，閉合電路，觀察懸線偏轉(zhuǎn)的角度。

根據(jù)以上信息，回答下列問(wèn)題：

如果 ______ 選填“等于”或“不等于”，即可驗(yàn)證磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用力大小與電流大小有關(guān)。

小紅想進(jìn)一步探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用力大小與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度是否有關(guān)，于是她更換了另一根較長(zhǎng)的導(dǎo)體棒，并更換了一個(gè)較大的蹄形磁鐵，她這樣做存在的問(wèn)題是______ 。

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在如圖所示研究大氣壓強(qiáng)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，小明觀察到如圖(a)中的雞蛋落入瓶中、如圖(b)中小試管向上升，這些現(xiàn)象能說(shuō)明________、________。如圖（c）所示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明壓力能使物體發(fā)生________，兩手用力壓氣球，氣球保持靜止，但與手指接觸處的氣球凹陷更厲害。這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明________。

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為科研人員研制的“發(fā)電鞋”，鞋的內(nèi)部安裝了磁鐵和線圈，當(dāng)人體帶動(dòng)磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過(guò)線圈，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，當(dāng)人以5km/h的速度行走時(shí)，其發(fā)電的功率約為0.4W．下列說(shuō)法正確的是

A. 發(fā)電鞋工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

B. 發(fā)電鞋是利用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用原理工作的

C. 發(fā)電鞋是利用電流磁效應(yīng)原理工作的

D. 在人以5km/h的速度行走1min的過(guò)程中，發(fā)電鞋可以產(chǎn)生約24J的電能

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同步練習(xí)冊(cè)答案